Pšenica a čeľaď lipnicovité

Z fylogenetického hľadiska uzatvára prehľad jednoklíčnolistových rastlín rad lipnicotvaré (Poales). Táto skupina patrí do takzvanej commelinidovej vetvy a okrem samotných tráv zahŕňa aj ďalšie známe čeľade, ktoré zvyčajne rastú na vlhších a zamokrených stanovištiach. Hospodársky najvýznamnejšou skupinou celej rastlinnej ríše je čeľaď lipnicovité (Poaceae). Pre čeľaď je povolený aj alternatívny názov Gramineae. V slovenčine sú všeobecne označované ako trávy. Prešli jedinečným evolučným vývojom a sú dokonale prispôsobené na opelenie vetrom (anemogamia) a na život v otvorených spoločenstvách, ako sú lúky, stepi a savany.

Charakteristika čeľade lipnicovité

Lipnicovité sú veľmi početná čeľaď (cez 10 000 druhov v asi 700 rodoch), ktorá je významná ekologicky aj ekonomicky. Sú rozšírené po celom svete a majú pre človeka rozhodujúci význam ako základ pestovania obilnín a krmovín. Trávy nájdeme na všetkých kontinentoch sveta vrátane Antarktídy. Obývajú najrôznejšie prostredia od tropických pralesov po púšte či tundry, pričom mnohým ekosystémom, ako sú savany, stepi a vysokohorské trávniky, dominujú a určujú ich dynamiku.

Morfologické znaky

Trávy majú spravidla charakteristický „trávovitý“ vzhľad, tvoria často trsy štíhlych dlhých listov, na dlhých stonkách (steblách) sú bohaté súkvetia nenápadných vetrom opelených kvetov.

Stonka (steblo)

• Nadzemné stonky tráv sa nazývajú steblá. Sú to duté olistené stonky, spevnené kolienkami (uzlami).
• Stébla sú často duté alebo vyplnené dreňou (napr. kukurica alebo cukrová trstina). U dutých stebiel nájdeme na priečnom reze pod povrchom jeden alebo dva kruhy cievnych zväzkov doprevádzaných sklerenchymatickými pletivami spevňujúcimi steblo.
• V uzlinách stebiel bývajú nápadné kolienka, z ktorých vyrastajú listy. V oblasti kolienok je steblo plné, vo vnútri kolienok je vytvorená spleť vzájomne prepojených cievnych zväzkov.
• Tesne nad kolienkom, krytý najnižšou časťou listovej pošvy, je prstenec deliaceho pletiva, ktorý spolu s intenzívne rastúcimi vrcholovými partiami pomáha mladému steblu rásť do výšky a poľahnutému steblu umožňuje znovu sa zdvihnúť tým, že sa jeho bunky množia na strane orientovanej nadol.
• Steblá sa väčšinou (okrem oblasti súkvetia) nerozvetvujú, u bambusov a niektorých ďalších tráv áno.
• Okrem vyvýšených stebiel s dlhými článkami má väčšina tráv aj krátke prízemné až podzemné články schopné vetvenia, z ktorých môžu regenerovať po pastve, kosení alebo požiaroch. Zriedka sú prízemné články zhrubnuté v hľuzky a fungujú ako zásobné orgány (napr. severoamerická strdivka Melica bulbosa). Vytrvalé druhy mávajú podzemky.
• Okrem typických tráv bylinného vzrastu sem patria aj drevnaté bambusy, ktoré môžu dorastať až niekoľkých desiatok metrov.

Listy

• Listy vyrastajúce z prízemných skrátených článkov dosť často tvoria prízemné ružice, nápadné zvlášť u trsnatých tráv. Sú jednoduché, striedavé, na stonkách skoro vždy dvojradovo usporiadané, väčšinou prisedlé.
• Dolná časť listu tráv vytvára listovú pošvu obopínajúcu steblo, až vyššie odbočuje čepeľ. Na ich rozhraní sa často nachádza blanitý jazýček a ušká.
• Čepele sú celookrajové, najčastejšie úzke, čiarkovité, niekedy štetinovité či ihlovité, zriedkavejšie až kopijovité alebo až vajcovité. Žilnatina je prevažne súbežná, zriedka dlaňovitá či perovitá.
• Pokožka listov je tvorená bunkami usporiadanými do radov v smere pozdĺžnej osi listu. Na liste sa striedajú rady väčších (dlhších) a menších (kratších) buniek.
• Kratšie bunky pokožky sa často vyvíjajú v bunky obsahujúce fytolity, kremičité telieska zložením zodpovedajúce amorfnému opálu (SiO2·nH2O). Tieto telieska znižujú stráviteľnosť tráv a chránia tak rastlinu proti bylinožravcom, najmä hmyzím. Z krátkych pokožkových buniek môžu vznikať aj jednobunkové alebo dvojbunkové trichómy tráv.

Koreňový systém

Korene tráv bývajú tenké, dlhé a vetvené, tvoria väčšinou hustú spleť. Primárny koreň, ktorý je prvou časťou mladej rastlinky opúšťajúcej obilku, býva krátkoveký. Jeho funkciu postupne preberajú ďalšie korienky vyrastajúce z klíčnej časti (mezokotylu) a neskôr adventívne korene vyrastajúce z podzemkov a výhonkov.

Pre korene tráv je typická schopnosť generovať koncentrovaním iónov v koreni vysoký koreňový vztlak, hlavne v noci. Voda sa potom dostáva do xylému, stúpa nahor a rastlina je schopná tak znovu zaplniť roztokom cievy, v ktorých došlo počas dňa k prerušeniu vodného stĺpca (embólii). Okolo koreňov mnohých tráv, obzvlášť xerofytov, sa činnosťou buniek koreňa aj baktérií asociovaných s koreňom vytvára vrstva stmelených pôdnych častíc.

Kvitnutie a reprodukcia

Kvety a súkvetia

Kvety sú silne redukované a nenápadné, s peľnicami visiacimi na dlhých tenkých nitkách, ktoré produkujú ľahké a suché peľové zrná prispôsobené na prenos vetrom. Trávy sú prevažne rastliny s obojpohlavnými kvetmi, niekedy môžu byť všetky alebo len niektoré kvety či klásky na rastline jednopohlavné, prípadne sa tvoria jednopohlavné súkvetia (napr. kukurica siata), potom ide o jednodomé rastliny. Len zriedka to sú dvojdomé rastliny.

Pre trávy sú veľmi charakteristické zložené súkvetia, ktorých základom je tzv. klások. Je to viac- alebo redukciou len jednokveté (napr. psinček, proso) čiastkové súkvetie, ktorého niektoré kvety však môžu byť sterilné. Kvety v klásku, ak ich je prítomných viac, sú usporiadané dvojradovo. Klásek je v typickom prípade podoprený 2 plevami, čo je vlastne zvláštny typ listenu.

Okvetie je u tráv veľmi redukované a nenápadné. Dva vonkajšie okvetné lístky sú zrastené a premenené v plušku. Vnútorné okvetné lístky sú premenené v plienky (lodiculae), ktoré sú najčastejšie 2, zriedkavejšie 3. Kvet je podoprený pluchou, čo je útvar listenového pôvodu. Tyčinky, gyneceum a plienky sú uzavreté medzi pluchou a pluškou. Tyčinky sú najčastejšie 3, ich prašníky sú vrtivé (ľahko pohyblivé vo vetre) a produkujú relatívne veľké množstvo peľu. Opelenie prebieha skoro vždy vetrom (ide o anemogamné rastliny).

Peľ a alergie

Zrelé peľové zrná obsahujú tri jadrá (jedno vegetatívne a dve generatívne). Sú guľovité alebo oválne a vybavené jediným pórom (sú monoporátne). Peľ tráv je jedným z najvýznamnejších aeroalergénov (alergénov transportovaných vzduchom) a vo väčšine rozvinutých krajín sveta patrí k najčastejším príčinám alergií, spôsobuje tzv. sennú nádchu.

Medzi dôvody mimoriadnej významnosti tráv ako zdroja alergénov patrí aj to, že sú hojné v mnohých mestských a prímestských biotopoch a počas kvitnutia vypúšťajú do vetra veľké množstvá peľu. Príznaky zahŕňajú nádchu a podráždenie nosnej sliznice, zápaly spojiviek, ale u citlivých osôb až astmatické záchvaty. Odhaduje sa, že príznaky sennej nádchy sezónne trápi asi jednu pätinu populácie Európy a Severnej Ameriky.

Plod (obilka)

Plodom lipnicovitých je prevažne obilka (caryopsis), pri ktorej je oplodie pevne zrastené s osemením. Väčšina obilky je vyplnená zásobným pletivom (endospermom), ktorého bunky počas tvorby obilky akumulujú škrob a proteíny. Vedľa endospermu je v obilke uložené dosť vyvinuté embryo. Podrobná molekulárno-biologická analýza potvrdzuje, že jeho klíčny list je silne modifikovaný a vytvára dve štruktúry: tzv. koleoptile, ktoré kryje rastový vrchol s púčikmi prvých listov, a tzv. štítok (scutellum). Štítok je v priamom kontakte s endospermom a sprostredkováva výživu klíčiacej rastlinky. Pri klíčení zo semena najprv vyráža korienok, koleoptile rastie smerom nahor a chráni prvé listy, ktoré zakrátko cez neho prerastú.

Obilka môže byť okoralá, t.j. za zrelosti tesne obalená pluchou a pluškou, ktoré s ňou môžu zrastať (napr. jačmeň, ovos), alebo neokoralá, nahá (napr. raž, pšenica).

Evolučný vývoj a fotosyntéza

Najstaršie pozostatky lipnicovitých rastlín poznáme z kriedy. Prvé trávy pravdepodobne rástli v podraste gondwanských tropických pralesov. Pralesné prostredie je dodnes domovom tráv z niekoľkých bazálnych podčeľadí. Tieto trávy majú často pomerne široké listy a niekedy aj neštandardne stavané súkvetia a kvety.

U tráv došlo počas evolúcie nezávisle mnohokrát (viac ako 20×) k prechodu z klasickej C3 fotosyntézy na fotosyntézu typu C4. Tá je energeticky náročnejšia, ale obmedzuje fotorespiráciu, čo zvyšuje efektivitu asimilácie CO2. V takom prípade sa bunky listového mezofylu špecializujú na fixáciu oxidu uhličitého, ktorý je následne transportovaný do buniek tvoriacich pošvu okolo cievneho zväzku, kde je z nich CO2 opäť uvoľnený a využitý enzýmom RuBisCO v Calvinovom cykle. Žilnatina v listoch C4 tráv je v liste omnoho hustejšie rozložená, aby každá bunka mezofylu priamo susedila s bunkou pošvy cievneho zväzku.

Medzi ancestrálne (pôvodné) znaky lipnicovitých, ktoré sa zachovali naprieč celou čeľaďou, tak patria znaky ako steblovitý charakter nadzemných stoniek, jediné vajíčko v jednopuzdrovom piestiku, značne vyvinuté embryo so štítkom v obilke aj obilka samotná ako typ plodu, stavba pokožky s dvoma striedajúcimi sa typmi buniek a s kremičitými telieskami alebo monoporátne peľové zrná s prstencom.

Ekologický a ekonomický význam

Lipnicovité sú hospodársky najvýznamnejšou skupinou celej rastlinnej ríše. Travnaté lúky a pastviny sú základom pastevníctva aj zdrojom krmiva pre chov ustajnených zvierat.

Hlavné plodiny z čeľade lipnicovité

• Predovšetkým medzi trávy patria obilniny (globálne najvýznamnejšie sú kukurica, pšenica a ryža), ktorých varené, drvené, mleté a inak spracované obilky sú najvýznamnejší zdroj ľudskej potravy.
• Využívajú sa však aj na prípravu alkoholických nápojov - napr. jačmeň na výrobu piva. Obilniny patria medzi najstaršie domestikanty medzi rastlinami, pričom zohrali významnú rolu pri prechode ľudstva k poľnohospodárstvu.
• Ďalšou významnou plodinou z tejto čeľade je cukrová trstina, globálne najvýznamnejšia cukrodarná rastlina. Jej rozdrvená stonka (steblo) poskytuje šťavu, ktorá po odstránení bielkovín, neutralizácii, filtrácii, odfarbení a zahustení je materským lúhom surovej sacharózy.

Technický a dekoratívny význam

• Lipnicovité majú aj technický význam. Všestranne využiteľným materiálom je slama: používa sa pre energetické účely, k výrobe papiera, ako podstielka, ale ako ekologický a dobre izolujúci materiál aj v stavebníctve.
• Ako lacný, ale pevný a ľahký stavebný materiál sa používajú aj steblá bambusov.
• V podobe trávnikov a druhov pestovaných ako okrasné rastliny majú mnohé lipnicovité aj rekreačnú a dekoratívnu úlohu.

Pšenica ako významná obilnina

Pšenica (na západe Slovenska neodborne aj žito; lat. Triticum aestivum) je naša najdôležitejšia a celosvetovo najvýznamnejšia obilnina. Pochádza z Malej Ázie.

Genetický pôvod pšenice letnej

Pšenica letná (Triticum aestivum) je alohexaploid, ktorý spontánne vznikol dvomi nasledujúcimi medzidruhovými kríženiami:

1. Najprv sa divá diploidná pšenica Triticum urartu skrížila s diploidným mnohoštetom špaldovitým (Aegilops speltoides), čím vznikla tetraploidná pšenica dvojzrnná (Triticum turgidum).
2. Následne došlo k ďalšiemu medzidruhovému kríženiu medzi pšenicou dvojzrnnou a diploidným mnohoštetom Tauschovým (Aegilops tauschii), čím vznikla hexaploidná pšenica špaldová (Triticum spelta). Pšenica špaldová nemá vymlatiteľné zrná.

Charakteristika a využitie

Klas pšenice je zložený z viackvetných kláskov. Klásky sú umiestnené v jednotlivých článkoch klasového vretena.

Zo semena - zrna - sa mletím vyrába krupica a biela múka na pečenie chleba, bieleho pečiva, rôznych cestovín a cukrárenských výrobkov.

Globálna produkcia a obchod

Najväčšími producentmi pšenice na svete je EÚ, Čína, India, USA a Rusko. Čína a India produkujú najmä pre vlastnú spotrebu, a preto najväčšími exportérmi je USA, EÚ, Rusko, Kanada a Austrália.

Trh s pšenicou na Slovensku

Na Slovensku sú 4 subjekty, ktoré obchodujú s pšenicou: poľnohospodári, obchodníci, mlyny a iní spotrebitelia a vláda. Trh s pšenicou sa organizuje na Komoditnej burze Bratislava. Trhové ceny pšenice sú uvádzané na webovej stránke burzy, ďalej pri burze zasadá každé 2 týždne Cenový burzový výbor a určuje trhovú cenu pšenice 2 týždne spätne, aktuálnu, predpokladanú 2 týždne dopredu a predpokladanú trhovú cenu o 3 mesiace dopredu. Poľnohospodárska platobná agentúra robí dotazníkový prieskum trhu a zverejňuje ho v správe ATIS.

Ďalšie významné obilniny a trávy

Okrem pšenice existuje mnoho ďalších hospodársky dôležitých druhov lipnicovitých rastlín pestovaných kvôli zrnu alebo inému využitiu.

• Ovos siaty (Avena sativa) sa vyznačuje súkvetím, ktoré netvorí typický klas, ale riedku previsnutú metlinu pozostávajúcu z dvojkvetých kláskov. Zrno je veľmi bohaté na výživné látky: bielkoviny, tuky, minerálne látky, vitamíny, aminokyseliny.
• Jačmeň siaty (Hordeum vulgare) je diploidná samoopelivá obilnina. Jej klas je typický veľmi dlhými osťami. Jednokveté klásky prisedajú na vreteno po troch. Obilky sú zrastené s pluchou a pluškou.
• Raž siata (Secale cereale) je cudzoopelivá obilnina s mohutnejším koreňovým systémom a dlhou vegetačnou dobou. Ľudové pomenovanie žito sa v slovenskom jazyku a v susednom Česku používa nejednotne. Kým v západnej časti Slovenska sa ním často označuje pšenica, vo východnej časti a v oficiálnych definíciách sa vzťahuje na raž. Zo zrna raže sa získava ražná múka.
• Kukurica siata (Zea mays) má svoj pôvod v Strednej Amerike. Je jednodomá s oddelenými súkvetiami: samčie kvety tvoria vrcholovú metlinu, kým samičie súkvetie tvorí šúľok uložený v pazuchách listu a chránený obalovými lístkami. Opeľuje sa vetrom. Kukurica je významnou modelovou rastlinou v genetike, pričom rôznofarebné zrná viedli k objavu takzvaných transponibilných elementov (skákajúcich génov).
• Ryža siata (Oryza sativa) je vlhkomilná jednoročná obilnina pestovaná primárne na zaplavených plantážach v tropickej a subtropickej Ázii, kde tvorí hlavnú zložku obživy. Predstavuje spolu s pšenicou najdôležitejšie obilniny sveta. Kvetenstvo je lata tvorená až 150 jednokvetými kláskami. Nelúpaná obilka obsahuje až 12 % bielkovín, 4 % tuku, 70 % sacharidov, 10 % vlákniny, minerálne látky a vitamíny (komplex B).
• Cukrová trstina (Saccharum officinarum) je mohutná rastlina, dorastajúca až 3 m, s dutým steblom vyplneným bielou dreňou. Je hlavným zdrojom sacharózy.
• Bambus obyčajný (Bambusa vulgaris) je najväčšou trávou na svete s výškou až 20 m a hrúbkou stebiel 4-10 cm. Rastie v trópoch a subtrópoch celého sveta. Mladé výhonky sú kvalitnou zeleninou a liečivou surovinou.
• Pýr plazivý (Elymus repens) je bežná lúčna tráva a zároveň mimoriadne odolná burina.
• Mnohoštet valcovitý (Aegilops cylindrica) obľubuje suché pastviny a okraje viníc. Z pohľadu rastlinnej genetiky má obrovský význam, pretože nesie prirodzené gény rezistencie voči hubovým škodcom.
• Medzi ďalšie bežné trávy patrí napr. lipnica hájna (Poa nemoralis), kostrava horská (Festuca drymeja), smlz trsťovitý (Calamagrostis arundinacea), mednička jednokvetá (Melica uniflora), trsť obyčajná (Phragmites australis) a jačmeň myší (Hordeum murinum).
• Vonná tráva (Cymbopogon) je travina juhovýchodnej Ázie s vysokým obsahom silice. Farmaceutickou surovinou je silica.

tags: #psenica #patri #medzi #lipnicovite